试述物联网的主要技术特点及应用_物联网技术的特点与应用

摘 要：对物联网的技术信息进行了综合分析，介绍了物联网的起源、基本概念、国内外的研究现状和应用现状，讨论了物联网的体系结构、感知及终端技术、物联网的安全、智能化等关键技术，最后结合中国物联网的发展及产业现状，提出了物联网的应用与技术建议。
关键词：物联网(IOT)；射频识别(RFID)；网络应用；关键技术
中图分类号：TP3934 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2012)08-0078-03
Features and application of Internet of Things
MA Yin
(Jiangsu College of Information Technology, Wuxi 214153, China)
Abstract: A comprehensive analysis of Internet of Things (IOT) is made The origin and basic concepts of IOT is presented firstly The current research on IOT at homeland and abroad and application of IOT are introduced secondly The key techniques of IOT such as the architecture, perception and terminal technology, security of IOT and intelligence are discussed in detail Combined with the development and current industry situation, the suggestions about IOT application and technical improvement are made finally
Keywords: Internet of Things (IOT); Radio Frequency Identification (RFID); Internet application; key technique
0 引 言
随着信息技术的发展，智能化管理与服务也得到快速发展，物联网正是在这样的条件下发展起来的新兴产业。物联网是以感知为核心的物物互联的综合信息系统，其发展将促进传统生产、生活方式向着现代智能化的方式转变，可大大提高生产力和社会运行效率，提升人们的生活质量。物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第3次革命。
早在1995年，比尔·盖茨在《未来之路》中就已经提及物物互联的概念，但受限于当时无线网络、硬件及传感设备的发展情况而未引起重视。1998年，美国麻省理工学院(MIT)创造性地提出了当时被称为EPC系统的物联网构想。1999年，在建立物品编码、RFID技术和物联网的基础上，美国Auto-ID中心首先提出“万物皆可通过网络互联”，从此阐明了物联网的基本含义[1]。
物联网的基本思想产生于上世纪末，但近年来，随着信息技术的发展，物联网才真正引起人们的关注。2005年，在信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：物联网》[2]。《报告》指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临：通过一些关键技术，用互联网将世界上的物体都连接在一起，使世界万物都可以上网，世界上所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术和机器人技术等将得到更加广泛的应用。欧洲智能系统集成技术平台(EPOSS)于2008年在《物联网2020》[3]报告中分析预测了未来物联网的发展主要经历四个阶段：2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域；2010—2015年实现物与物之间的互联；2015—2020年进入半智能化阶段；2020年之后实现全智能化。目前，物联网的产业发展和应用正在由第一阶段向第二阶段过渡期，物物互联的应用范围不断扩大。RFID 在欧美国家已具有成熟的产业链，这些国家主要将RFID 技术应用于交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域。我国目前的物联网虽然只有小规模应用，但物联网的战略性新兴产业地位已经明确。
1 物联网关键技术及特点
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化的重要特征。物联网是一种复杂多样的综合网络系统，根据信息生成、传输、处理和应用过程，可以把物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
11 感知识别层
感知识别层由大量具有感知和识别功能的设备组成，可以部署于世界任何地方、任何环境之中，被感知和识别的对象也不受限制。感知识别技术是物联网的核心技术，是联系物理世界和信息世界的纽带，主要作用是感知和识别物体，采集并捕获信息。关键技术不仅包括射频识别技术、无线传感器等信息自动生成设备，也包括各种智能电子产品用来人工信息生成，主要是感知和识别设备的功耗、物体标签信息的浓缩和写入、物体信息代码的分类匹配等。近年来，各类可联网的电子产品层出不穷，智能手机、个人数字助理(PDA)、多媒体播放器、上网本、笔记本、平板电脑等迅速普及，人们可以随时随地接入互联网，分享信息。信息生成方式的多样化是物联网区别于其他网络的重要特征。
12 网络构建层
网络构建层主要是将感知识别层数据接入互联网。互联网及下一代互联网(包含IPv6技术)是物联网的核心网络。
各种无线网络可提供随时随地的网络接入服务。各种不同类型的无线网络合力提供便捷的网络接入，是实现物物互联的重要基础设施。无线个域网包括蓝牙技术(802151标准)、ZigBee技术(802154标准)，无线局域网包括现在广为流行的Wi-Fi技术(80211标准)，无线城域网包括现有的WiMAX技术(80216标准)，无线广域网包括现有移动通信网络及其演进技术(3G、4G通信技术)。

近几年国内外主要研究领域的现状：
1、人工智能：人工智能是当前最热门的研究领域之一，包括机器学习、深度学习、自然语言处理等方面。国内外的众多研究机构和企业都在加大对人工智能的研究和应用力度。
2、生物医学：生物医学研究领域涵盖了分子生物学、基因组学、生物信息学、疾病诊断和治疗等方面。近年来，基因编辑和免疫细胞治疗等新技术的出现，为生物医学研究带来了新的机遇。
3、物联网：物联网是近年来发展最迅速的领域之一，涉及到智能家居、智能交通、智能医疗等方面。国内外的众多企业和研究机构都在加强对物联网技术的研究和应用。
4、环境保护：环境保护是当前社会关注度较高的研究领域之一，包括空气污染、水污染、土壤污染等方面。近年来，国内外的众多研究机构和企业都在加强环境保护技术的研究和应用。
5、能源领域：能源领域包括石油、天然气、核能、可再生能源等方面。近年来，随着全球气候变化和能源安全的挑战，国内外的众多企业和研究机构都在加强对新能源技术的研究和应用。

我国目前在物联网应用中的工业、医疗、交通、金融以及安防等方面都得到了相应的发展。以智能交通为例，虽然智能交通产业在我国还处于起步阶段，但ITS作为新的经济增长点和交通系统建设的必然选择，已得到国家相关部门的高度重视。2015年，智能交通整体市场规模达到6913亿元，同比增长305%。随着《关于进一步加快推进城市公共交通智能化应用示范工程建设有关工作的通知》的提出，2017年6月底前，将会完成37个示范城市的示范工程建设任务。极大地促进了智能交通的发展。

　中国近年来互联网产业迅速发展，网民数量全球第一，在未来物联网产业发展中已具备基础。物联网连接物品网，达到远程控制的目的，或实现人和物或物和物之间的信息交换。当前物联网行业的应用需求和领域非常广泛，潜在市场规模巨大。物联网产业在发展的同时还将带动传感器、微电子、视频识别系统一系列产业的同步发展，带来巨大的产业集群生产效益。
中国工业和信息化部通信发展司司长张峰指出，物联网是当前最具发展潜力的产业之一，将有力带动传统产业转型升级，引领战略性新兴产业的发展，实现经济结构和战略性调整，引发社会生产和经济发展方式的深度变革，具有巨大的战略增长潜能，是后危机时代经济发展和科技创新的战略制高点，已经成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导力。我国必须牢牢把握产业创新方向和机遇，加快物联网产业的发展。
我国物联网产业现存七大问题分析
1、缺乏核心技术自主知识产权 在物联网技术发展产品化的过程中，我国一直缺乏一些关键技术的掌握，所以产品档次上不去，价格下不来。缺乏RFID等关键技术的独立自主产权这是限制中国物联网发展的关键因素之一。
2、行业技术标准缺失
目前行业技术主要缺乏以下两个方面标准：接口的标准化；数据模型的标准化。虽然我国早在2005年11月就成立了RFID产业联盟，同时次年又发布了《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》，指出应当集中开展RFID核心技术的研究开发，制定符合中国国情的技术标准。但是，现在我们可以发现，中国的RFID产业仍是一片混乱。技术强度固然在增强，但是技术标准却还如镜中之月。正如同中国的3G标准一样，出于各方面的利益考虑，最后中国的3G有了三个不同的标准。物联网的标准最终怎样，只能等时间来告诉我们答案了。

大型超市购物车
国内好像没有大规模的应用,主要的原因有两个
1,超市购物货,很多单价较低,像几元的东西要去上个RFID来管理还是成本压力比较大的
2,超市购物货物物种类繁多,有液体有金属的,虽然现在超高频像适合超市用的YXU2861已经技术在国内算领先的,但对于这样金属液体的环境中既要很好的掌控距离又要精准无漏读还是比较困难
还有就是从超市业者考虑,现在人工相对于高额费用的电子标签还是比较划算的,这些就制约了在一般超市RFID应用的发展, 但在一些专业的超市,比如书籍店,服装店,等没有金属和液体的市场并且商品本身价格比较高的场合,还是有很多成功的应用的

信息系统技术是一门涉及计算机科学、信息学、管理学等多个学科交叉的综合性学科。它主要研究如何应用信息技术来支持和实现组织内外的信息处理和管理活动，以增强组织的竞争力和创新力，提高决策效率和精度。
国内的信息系统技术研究在近年来得到了迅速发展，主要表现在以下几个方面：
1 大数据技术方面：随着大数据时代的到来，数据分析、挖掘等技术成为了信息系统技术研究的热点领域。
2 人工智能技术方面：人工智能技术被广泛应用于智慧城市、医疗、金融等领域，因此也成为了信息系统技术研究的重点。
3 网络与安全方面：网络攻击和数据泄露事件频发，推动了网络和信息安全方面的研究与应用。
4 电子商务方面：随着电子商务快速发展，使得基于互联网的商务模式得到广泛应用，而且电子商务领域也开始涌现出很多新兴业态，如“新零售”、“共享经济”等。
5 物联网技术方面：物联网作为未来十年重要的发展趋势之一，在智能制造、智慧物流、智能家居等领域有着广阔的应用前景。
国外信息系统技术研究同样也取得了不少进展。美国、欧洲等地区在该领域投入巨大，并培育出了大批专业人才；日本则开展了一系列以“超级IT革命”为核心的战略行动；韩国则致力于打造全球领先的信息通信产业；中国台湾地区则以硬件制造著称，在计算机硬件等方面有较高水平。除此之外，新加坡、印度等地区也都在加紧发展相关科技产业，并向世界提供了很多优秀企业和科研机构。

物联网应用技术未来发展前景有：更安全的保护措施、更普遍使用智能消费品设备、更加重视人工智能、数据转换更加迅速。

1、更安全的保护措施。

在新技术出现之初，它的技术力量几乎都集中在创新上，导致监管水平低下，这就使业界的兴奋、激进和政策、监管的滞后常常形成鲜明的对比。

由于物联网设备和基础设施的价格下降，企业在物联网设备上的应用也越来越普遍，这种创新和应用一旦普及，各种新技术的风险也突显出来。

2、更普遍使用智能消费品设备。

IoT所覆盖的行业人群广泛，从智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源等行业应用，到私人智能家居、个人、智能汽车等应用，无论是降低成本，还是提高中国居民的生活质量，都将是中国居民生活质量的巨大提升。

例如，在日常的家庭生活中，智能家居会让烹饪变得轻松，睡眠更舒适，家庭生活更舒适，智能监控将使家庭安全系统更加强大，智能办公桌椅、智能家居更能让我们的生活更轻松，更舒适的家居生活将得到越来越多的自由。

3、更加重视人工智能。

边缘计算将会成为物联网的一股重要力量，因为边缘计算可以实现更高效的 *** 作和更快速的响应，同时，与人工智能等融合的物联网技术也会越来越普遍。

将来，我们将看到人工智能在物联网技术上的巨大进步。由于物联网设备和技术的应用越来越多，企业采集的数据量呈指数级增长，传统的计算方法已经不能满足数据处理的需要。

此外，人工智能可以填补数据收集与分析之间的空白，实现更好的图像处理，视频分析，创造更多的应用场景和商业机会。

4、数据转换更加迅速。

伴随着5G的到来，将会有越来越多的移动设备接入物联网网络，更多的物联网数据将掌握在人们手中。物联网数据的转化对技术人员非常重要，而且未来还会为非技术人员提供更多来自物联网的衍生数据。

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